Đánh giá chất lượng hệ thống truyền thông tin qua đường dây điện theo chuẩn homeplug AV

i

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

PHẠM VĂN THỊNH

ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG HỆ THỐNG
TRUYỀN THÔNG TIN QUA ĐƯỜNG DÂY ĐIỆN
THEO CHUẨN HOMEPLUG AV

LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

Hà Nội - 2015


ii

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

PHẠM VĂN THỊNH

ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG HỆ THỐNG
TRUYỀN THÔNG TIN QUA ĐƯỜNG DÂY ĐIỆN
THEO CHUẨN HOMEPLUG AV

Ngành: Công nghệ Thông tin
Chuyên ngành: Truyền dữ liệu và Mạng máy tính
Mã số:

LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. Trần Trúc Mai

Hà Nội - 2015


i

LỜI CẢM ƠN

Trước tiên, cho phép tôi được gửi lời cảm ơn chân thành tới những người
đã giúp đỡ, ủng hộ tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu.
Cho phép tôi được gửi lời cảm ơn đến các thầy, cô giáo đã tận tình
giảng dạy, giúp đỡ tôi trong thời gian học tập và Trường Đại học Công nghệ là
nơi đào tạo, cung cấp các điều kiện tốt cho các học viên học tập và nghiên cứu.
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất đến TS. Trần Trúc Mai,
người thầy hướng dẫn khoa học, đã tận tình giúp đỡ và hướng dẫn tôitrong suốt
quá trình nghiên cứu, hoàn thành luận văn này.
Cuối cùng, cho phép tôi được gửi lời cảm ơn của mình đến những
người thân trong gia đình, bạn bè và đồng nghiệp; những người đã luôn ủng hộ,
động viên, giúp đỡ tôi; tạo điều kiện tốt nhất cho tôihoàn thành công việc
học tập và nghiên cứu./.

Hà Nội, tháng 5năm 2015

Phạm Văn Thịnh


ii

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan luận văn thạc sĩ Công nghệ Thông tin “Đánh giá
chất lượng hệ thống truyền thông tin qua đường dây điện theo chuẩn
HomePlug AV” là công trình nghiên cứu của tôi.
Những nội dung được trình bày trong luận văn là kết quả nghiên cứu của
cá nhân hoặc kết quả tổng hợp từ nguồn tài liệu khác. Các thông tin tổng hợp
hay các kết quả lấy từ nguồn tài liệu khác đều được trích dẫn một cách đầy đủ và
hợp lý, được chỉ rõ nguồn trích dẫn trong danh mục tài liệu tham khảo. Kết quả
nghiên cứu này chưa được công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào từ
trước đến nay./.

Hà Nội, tháng 5năm 2015

Phạm Văn Thịnh


iii

MỤC LỤC
Trang
LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................. i
LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................ii
MỤC LỤC ................................................................................................................. iii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ................................................... v
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ..................................................................................... vi
MỞ ĐẦU..................................................................................................................... 1
1. Đặt vấn đề ........................................................................................................ 1
2. Mục tiêu nghiên cứu......................................................................................... 1

3. Phương pháp nghiên cứu .................................................................................. 2
4. Cấu trúc của luận văn ....................................................................................... 2
Chương 1. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ TRUYỀN THÔNG QUA ĐƯỜNG DÂY
ĐIỆN............................................................................................................................ 4
1.1. Tổng quan về truyền dữ liệu ........................................................................... 4
1.1.1.
Mô hình truyền thông ........................................................................... 4
1.1.2.
Mô hình truyền dữ liệu ......................................................................... 5
1.2. Giới thiệu công nghệ truyền thông qua đường dây điện (PLC) ....................... 6
1.2.1.
Tổng quan về công nghệ PLC ............................................................... 6
1.2.2.
Ưu điểm và nhược điểm của công nghệ PLC ...................................... 10
1.3. Nguyên lý hoạt động của mạng PLC trong nhà ............................................. 11
1.3.1.
Giới thiệu mạng PLC trong nhà .......................................................... 11
1.3.2.
Kiến trúc phân tầng............................................................................. 12
1.4. Kết luận ........................................................................................................ 16
Chương 2.TIÊU CHUẨN HOMEPLUG VÀ ỨNG DỤNG........................................ 17
2.1.
Các tiêu chuẩn HomePlug .............................................................................. 17
2.1.1. Giới thiệu về HomePlug Powerline Alliance ............................................ 17
2.1.2. Chuẩn HomePlug AV............................................................................... 18
2.2.
Một vài ứng dụng của tiêu chuẩn HomePlug .................................................. 19
2.2.1. Nối mạng băng rộng toàn bộ tòa nhà ........................................................ 19
2.2.2. Nối mạng truyền hình độ nét cao (HDTV)................................................ 20
2.2.3. Chơi game ................................................................................................ 21

2.3.
Kết luận ......................................................................................................... 21
Chương 3. MỘT SỐ THIẾT BỊ PLC TRÊN THỊ TRƯỜNG ..................................... 23
3.1. Một số thiết bị trên thị trường thế giới ............................................................. 23
3.1.1. Modem USB PLC .................................................................................... 23
3.1.2. Modem Ethernet PLC............................................................................... 23
3.1.3. Modem TV cable PLC ............................................................................. 25
3.1.4. Modem PLC/Wi-Fi .................................................................................. 26
3.1.5. Modem PLC đa chức năng ....................................................................... 26
3.1.6. Modem thoại và âm thanh PLC ................................................................ 27
3.2. Một số thiết bị trên thị trường trong nước........................................................ 28
3.3. Thí nghiệm về mạng PLC trong nhà................................................................ 28
3.3.1. Các thiết bị sử dụng trong thí nghiệm ....................................................... 28
3.3.2. Các thí nghiệm kết nối mạng PLC trong nhà ............................................ 31
3.4. Kết luận .......................................................................................................... 39


iv
Chương 4. TÌM HIỂU MÔI TRƯỜNG TRUYỀN DẪN ĐƯỜNG DÂY ĐIỆN ......... 40
4.1. Môi trường truyền dẫn đường dây điện ........................................................... 40
4.1.1. Cấu trúc vật lý .......................................................................................... 40
4.1.2. Nhiễu ....................................................................................................... 41
4.1.3. Các đặc trưng của môi trường truyền dẫn đường dây điện ........................ 44
4.1.4. Mô hình kênh PLC ................................................................................... 46
4.2. Kết luận .......................................................................................................... 52
Chương 5. MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TRUYỀN THÔNG TIN QUA ĐƯỜNG DÂY
ĐIỆN THEO CHUẨN HOMEPLUG AV .................................................................. 53
5.1. Mô phỏng nhiễu trong hệ thống PLC .............................................................. 53
5.2. Mô phỏng kênh truyền PLC và kênh Rayleigh Fading .................................... 54
5.3. Điều chế tín hiệu BPSK, QPSK....................................................................... 55

5.4. Ghép kênh phân chia tần số trực giao OFDM .................................................. 55
5.5. Tính thông lượng tín hiệu BPSK, QPSK qua kênh PLC .................................. 56
5.6. Kết quả mô phỏng ........................................................................................... 56
5.7. Kết luận .......................................................................................................... 66
KẾT LUẬN ............................................................................................................... 67
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 68
Phụ lục 1. THÔNG SỐ KỸ THUẬT MỘT SỐ THIẾT BỊ PLC TRÊN THỊ TRƯỜNG
TRONG NƯỚC ......................................................................................................... 69
Phụ lục 2. CÁC HÀM SỬ DỤNG TRONG MÔ PHỎNG .......................................... 73


v

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

AWGN
BPL
DSL
IV
LAN
LV
MAC
MODEM
MPDU
MV
OFDM
OSI
PC
PLC
PPDU

WAN

Additive White Gaussian Noise (Nhiễu trắng Gaussian cộng)
Broadband Powerline (Đường dây điện băng rộng)
Digital Subcriber Line (Kênh thuê bao số)
Indoor Voltage (Điện áp trong nhà)
Local Area Network (Mạng cục bộ)
Low Voltage (Hạ thế)
Medium Access Control (Kiểm soát truy nhập đường truyền)
MOdulator and DEModulator (Thiết bị điều chế và giải điều chế)
MAC Protocol Data Unit (Đơn vị dữ liệu giao thức MAC)
Medium Voltage (Trung thế)
Orthogonal Frequency Division Multiplexing (Ghép kênh phân
chia tần số trực giao)
Open Systems Interconnection (Kết nối các hệ thống mở)
Personal Computer (Máy tính cá nhân)
PowerLine Communication (Truyền thông qua đường dây điện)
Physical Protocol Data Unit (Đơn vị dữ liệu giao thức vật lý)
Wide Area Network (Mạng diện rộng)


vi

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Trang
Hình 1.1 Sơ đồ khối chung của mô hình truyền thông đơn giản ................................... 4
Hình 1.2 Ví dụ mô hình truyền thông đơn giản ............................................................ 4
Hình 1.3 Mô hình truyền dữ liệu đơn giản ................................................................... 5
Hình 1.4 Cấu trúc các mạng lưới cung cấp điện năng................................................... 7

Hình 1.5 Các công nghệ PLC tốc độ thấp và cao....................................................... 10
Hình 1.6 Sơ đồ của mạng PLC trong nhà ................................................................... 12
Hình 1.7 Vị trí của công nghệ PLC trong mô hình OSI ............................................. 13
Hình 1.8 Các băng tần được phân bổ cho mạng PLC ................................................ 14
Hình 1.9 Công nghệ PLC và mô hình OSI ................................................................ 14
Hình 1.10 Đóng gói địa chỉ MAC trong Home Plug 1.0 ............................................ 15
Hình 1.11 Truyền dữ liệu trong kiến trúc truy nhập PLC ........................................... 16
Hình 2.1 Website của tổ chức HomePlug ................................................................... 18
Hình 2.2 Dải tần số của HPAV .................................................................................. 19
Hình 2.3 Phổ OFDM của HPAV ................................................................................ 19
Hình 2.4 Các sản phẩm HomePlug nối mạng trong nhà ............................................. 20
Hình 2.5 Nối mạng truyền hình độ nét cao qua đường dây điện ................................. 21
Hình 2.6 Chơi game sử dụng kết nối qua đường dây điện .......................................... 21
Hình 3.1 Modem F@st Plug type Sagem USB PLC ................................................... 23
Hình 3.2 Modem Devolo Ethernet PLC của loại dLAN Ethernet HighSpeed 85 ........ 24
Hình 3.3 Modem Devolo PLC của loại dLAN duo với giao diện USB và Ethernet .... 24
Hình 3.4 Các thiết bị Devolo HomePlug AV PLC ..................................................... 25
Hình 3.5 Modem truyền hình cáp PLC Corinex CableLAN, cáp TV, đầu nối F-type và
bộ chia ....................................................................................................................... 25
Hình 3.6 Modem Thesys and Devolo PLC/Wi-Fi ...................................................... 26
Hình 3.7 Modem PLC Hub NetGear và Thesys NetPlug ............................................ 26
Hình 3.8 Modem Devolo ADSL/router PLC .............................................................. 27
Hình 3.9 Modem âm thanh PLC Devolo MicroLink dLAN ....................................... 27
Hình 3.10 Ứng dụng của Tenda 200Mbps Powerline Adapter P200........................... 29
Hình 3.11 Ứng dụng của Tenda PW201A Powerline Wireless N300 ......................... 31
Hình 3.12 Sơ đồ kết nối 02 máy tính sử dụng cáp Ethernet ........................................ 31
Hình 3.13 Kiểm tra cấp phát địa chỉ IP cho Laptop .................................................... 32
Hình 3.14 Kiểm tra kết nối giữa Laptop và PC .......................................................... 33
Hình 3.15 Tốc độ truyền dữ liệu trên mạng PLC ........................................................ 33
Hình 3.16 Tốc độ truyền dữ liệu trên mạng LAN ...................................................... 34

Hình 3.17 Sơ đồ kết nối 02 máy tính có sử dụng wifi................................................. 34
Hình 3.18 Kết nối từ Laptop đến PW201A ............................................................... 35


vii
Hình 3.19 Kiểm tra cấp phát địa chỉ IP cho Laptop .................................................... 36
Hình 3.20 Kiểm tra kết nối giữa Laptop và PC .......................................................... 36
Hình 3.21 Tốc độ truyền dữ liệu trên mạng PLC ........................................................ 37
Hình 3.22 Sơ đồ kết nối Internet sử dụng cáp Ethernet .............................................. 37
Hình 3.23 Kiểm tra kết nối Internet của Laptop sử dụng cáp Ethernet........................ 38
Hình 3.24 Sơ đồ kết nối Internet sử dụng wifi ............................................................ 38
Hình 3.25 Kiểm tra kết nối Internet của Laptop sử dụng wifi ..................................... 39
Hình 4.1 Sơ đồ đơn giản của mạng điện trong nhà ..................................................... 41
Hình 4.2 Các loại nhiễu trong môi trường PLC .......................................................... 41
Hình 4.3 Mô hình mật độ phổ cho nhiễu nền tổng quát .............................................. 43
Hình 4.4 Ví dụ một số xung được đo trong miền thời gian của mạng PLC ................. 44
Hình 4.5 Mô hình phản xạ biểu diễn mô hình kênh PLC đa đường ............................ 46
Hình 4.6 Mô hình Philipps ......................................................................................... 49
Hình 4.7 Cấu trúc mạng đa đường đơn giản ............................................................... 51
Hình 5.1 Biên độ và pha kênh PLC với N =4 ............................................................. 54
Hình 5.2 Sơ đồ mô phỏng hệ thống truyền thông tin qua đường dây điện .................. 57
Hình 5.3 BER của BPSK, QPSK qua kênh AWGN, qua kênh PLC và kênh Rayleigh
Fading có nhiễu ......................................................................................................... 63
Hình 5.4 PER của BPSK, QPSK qua kênh AWGN, qua kênh PLC và kênh Rayleigh
Fading có nhiễu ......................................................................................................... 64
Hình 5.5 Thông lượng tín hiệu BPSK, QPSK qua kênh PLC với N =4 ...................... 65


1
MỞ ĐẦU

1. Đặt vấn đề

Trong thời đại hiện nay của Công nghệ Thông tin, để có thể cung cấp
thông tin đến người sử dụng cuối, các công nghệ phổ biến hiện đang được
sử dụng bao gồm công nghệ đường dây điện thoại, cáp Ethernet, cáp quang,
không dây và vệ tinh. Tuy nhiên, mỗi công nghệ đều có các giới hạn về chi phí
và tính sẵn sàng cho một số lượng người dùng lớn. Bên cạnh đó, việc xây dựng
những hệ thống mới đều cần phải đầu tư một cơ sở hạ tầng tốn kinh phí và tốn
thời gian để lắp đặt.
Từ trước, đường dây điện chỉ được sử dụng cho việc truyền tải điện năng.
Tuy nhiên, với sự xuất hiện của các công nghệ mạng hiện đại đặt ranhu cầu cho
các nhà cung cấp dịch vụ phải tìm ra giải pháp có khả năng cung cấp các dịch vụ
tới người dùng ở mức chi phí thấp nhất và hiệu năng cao nhất. Gần đây, vấn đề
truyền thông qua đường dây điện đã được quan tâm đến với mục đích truyền
dữ liệu. Tiềm năng đường dây điện có thể trở thành đường truyền mạnh để
truyền không chỉ các tín hiệu điện hoặc tín hiệu điều khiển mà ngay cả
dữ liệutốc độ cao và nội dung đa phương tiện.
Ưu điểm của việc sử dụng đường dây điện làm phương tiện truyền dữ liệu
là hầu hếtcác tòa nhà và hộ gia đình đều đã được trang bị đường dây điện
kết nối tới lưới điện. Các hệ thống truyền thông qua đường dây điện sử dụng
dây điện có sẵn làm phương tiện truyền để cung cấp các điểm truy cập mạng
tốc độ cao hầu như ở bất cứ nơi nào có một ổ cắm điện. Ngoài ra, việc xây dựng
mạng trong nhà sử dụng đường dây điện có sẵn có thể sẽ dễ dàng và chi phí thấp
hơn việc phải lắp đặt thêm dây cáp giữa các điểm trong nhà. Trên cơ sở đó, các
hệ thống truyền thông qua đường dây điện có ưu điểm là dễ cài đặt, các ổ cắm
điện luôn sẵn có, thông lượng cao, chi phí thấp, an toàn và tin cậy.
“Kể từ khi xuất hiện các sản phẩm truyền thông qua đường dây điện (PLC)
đầu tiên vào đầu năm 2000, các công nghệ PLC đã trải qua những sự cải tiến lớn
với mục đích cung cấp hiệu năng tối ưu.Ngày nay, PLC đã đạt tới các hiệu năng

có thể so sánh với các công nghệ LAN khác nhưng với lợi thế là dễ triển khai
hơn nhiều” [3].
2. Mục tiêu nghiên cứu
Nghiên cứu tập trung vào việc giải quyết các công việc:
- Nghiên cứu, tìm hiểu công nghệ truyền thông qua đường dây điện;


2

- Nghiên cứu, tìm hiểu tiêu chuẩn HomePlug AV;
- Tìm hiểu một số thiết bị PLC trên thị trường thế giới và trong nước;
thực hiện thí nghiệm kết nối các thiết bị PLC sử dụng mạng điện trong nhà;
- Tìm hiểu môi trường truyền dẫn đường dây điện và thuộc tính truyền dẫn
của mạng LAN;
- Mô phỏng,đánh giá chất lượng hệ thống truyền thông tin qua đường dây
điện theo chuẩn HomePlug AV;
-Sử dụng kết quả mô phỏng đạt được để so sánh với thiết bị thực tế.
3. Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu luận văn thực hiện theo trình tự:
- Nghiên cứu các tài liệu về công nghệ truyền thông qua đường dây điện;
tiêu chuẩn HomePlug AV;môi trường truyền dẫn đường dây điện và thuộc tính
truyền dẫn của mạng LAN;
- Nghiên cứu tài liệu, khảo sát thông tin trên Internet về một số thiết bị PLC
trên thị trường thế giới và trong nước; liên hệ với một số đơn vị cung cấp thiết bị
trên thị trường trong nước để mua thiết bị và thực hiện thí nghiệm kết nối các
thiết bị PLC sử dụng mạng điện trong nhà;
- Sử dụng MATLAB để mô phỏng hệ thống truyền thông tin qua đường
dây điện theo chuẩn HomePlug AV; qua đó đánh giá chất lượng hệ thống và
so sánh với thiết bị thực tế trong thí nghiệm.
4. Cấu trúc của luận văn

Luận văn gồm05 chương, cùng phần mở đầu, phần kết luận và 02 phụ lục.
Mỗi chương được bố cục gồm ba phần chính: phần giới thiệu nhằm tóm tắt
nội dung của chương, các vấn đề chính sẽ được giải quyết trong chương; phần
tiếp theo trình bày chi tiết việc giải quyết các vấn đề đã nêu; phần tổng kết của
mỗi chương trình bày tóm tắt các kết quả đạt được.
- Phần Mở đầu. Phần này trình bày khái quát về đề tài nghiên cứu như
giới thiệu xu hướng truyền dữ liệu qua đường dây điện sẵn có trong nhà,
mục tiêu và phương pháp nghiên cứu, cấu trúc của luận văn.
- Chương 1.Tổng quan về công nghệ truyền thông qua đường dây
điện.Chương này giới thiệu tổng quan về mô hình truyền dữ liệu, một số kiến
thức tổng quan về công nghệ PLC, ưu điểm và nhược điểm của PLC, nguyên lý
hoạt động của mạng PLC trong nhà.


3

- Chương 2. Tiêu chuẩn HomePlug và ứng dụng. Chương này giới thiệu
về tổ chức HomePlug là tổ chức phi lợi nhuận nghiên cứu tiêu chuẩn cho các
sản phẩm và mạng đường dây điện trong nhà; tập trung giới thiệu về chuẩn
HomePlug AV. Chương này cũng giới thiệu một vài ứng dụng phổ biến nhất của
tiêu chuẩn HomePlug.
- Chương 3. Một số thiết bị PLC trên thị trường.Chương này giới thiệu
một số thiết bị PLC có trên thị trường thế giới và trong nước; kết quả thí nghiệm
kết nối các thiết bị PLC sử dụng mạng điện trong nhà và so sánh với kết quả
kết nối mạng LAN về tốc độ truyền dữ liệu.
- Chương 4.Tìm hiểu môi trường truyền dẫn đường dây điện.
Chương này trình bày cấu trúc vật lý, nhiễu, các đặc trưng và mô hình
kênh truyền của môi trường truyền dẫn đường dây điện. Đây là các cơ sở lý
thuyết quan trọng để thực hiện mô phỏng ở chương tiếp theo.
- Chương 5.Mô phỏng hệ thống truyền thông tin qua đường dây điện

theo chuẩn HomePlug AV.Chương này sử dụng chương trình MATLAB
R2013a để mô phỏng hệ thống truyền thông tin qua đường dây điện theo chuẩn
HomePlug AV đã được giới thiệu trong Chương 2 và vẽ đồ thị tỷ lệ bit lỗi (Bit
Error Rate - BER), đồ thị tỷ lệ gói tin lỗi (Packet Error Rate - PER) theo tỷ lệ
tín hiệu trên nhiễu (Signal-to-Noise Ratio - SNR).
- Phần Kết luận. Phần này trình bày những kết quả đạt được, chưa đạt
được sau thời gian nghiên cứu đề tài và những hướng phát triển tiếp theo.
- Phụ lục1. Thông số kỹ thuật một số thiết bị PLC trên thị trường trong
nước.Phụ lục này giới thiệu thông số kỹ thuật một số thiết bị PLC của các hãng
Linksys, Planet, Tenda, FH-net, Airmobi đang được cung cấp tại thị trường
Việt Nam và thông tin liên hệ của một số đơn vị cung cấp các thiết bị này.
- Phụ lục2. Các hàm sử dụng trong mô phỏng.Phụ lục này giới thiệu các
hàm được xây dựng để sử dụng trong mô phỏng ở Chương 5.


4

Chương 1
TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ TRUYỀN THÔNG QUA ĐƯỜNG DÂY ĐIỆN

Các định dạng tương tự và số là phương tiện được sử dụng để chuyển
thông tin qua đường truyền bất kỳ. Tầng vật lý chịu trách nhiệm chuyển dòng bit
từ nút mạng này đến nút mạng khác. Đối với việc truyền dữ liệu thực tế, nhiều
đường truyền vật lý khác nhau có thể được sử dụng (bao gồm cáp xoắn đôi, cáp
đồng trục băng hẹp, cáp đồng trục băng rộng, cáp quang, đường dây điện,
không dây hoặc radio, vi ba, vệ tinh…). Phạm vi luận văn này chỉ tập trung vào
công nghệ truyền thông qua đường dây điện.
1.1. Tổng quan về truyền dữ liệu

1.1.1. Mô hình truyền thông

Sơ đồ chung của một mô hình truyền thông đơn giản được minh họa trong
Hình 1.1.
Hệ thống nguồn

Thiết bị
truyền

Nguồn

Hệ thống đích

Hệ
thống
truyền

Thiết bị
nhận

Đích

Hình 1.1Sơ đồ khối chung của mô hình truyền thông đơn giản [10]

Mục đích cơ bản của một hệ thống truyền thông là trao đổi dữ liệu giữa
hai bên. Hình 1.2 trình bày một ví dụ cụ thể, đó là việc truyền thông giữa một
máy trạm và một máy chủ qua mạng điện thoại công cộng.

Máy trạm

Modem

Modem
Mạng điện thoại công cộng

Hình 1.2Ví dụ mô hình truyền thông đơn giản [10]

Máy chủ


5

Các thành phần chính của mô hình:
 Nguồn (Source): Thiết bị này sinh ra dữ liệu để truyền đi. Trong ví dụ
ở Hình 1.2, nguồn là một máy tính cá nhân (PC hay Workstation).
 Thiết bị truyền (Transmitter): Nói chung, dữ liệu do các hệ thống
nguồn sinh ra không được truyền đi trực tiếp dưới dạng mà chúng được sinh ra.
Nói đúng hơn là thiết bị truyền chuyển đổi và mã hóa (encode) thông tin bằng
một cách nào đó để tạo ra các tín hiệu điện từ, có thể được truyền qua một
hệ thống truyền dẫn nào đó. Trong ví dụ ở Hình 1.2, thiết bị truyền là
MODEM.MODEM nhận dòng bit số từ Workstation và chuyển đổi dòng bit đó
thành một tín hiệu tương tự mà mạng điện thoại có thể vận chuyển được.
 Hệ thống truyền (Transmission System): Đây có thể chỉ là một
đường truyền đơn hoặc cũng có thể là một mạng phức tạp nối nguồn và đích.
Hệ thống truyền trong ví dụ ở Hình 1.2 là mạng điện thoại công cộng.
 Thiết bị nhận (Receiver): Thiết bị nhận nhận tín hiệu từ hệ thống
truyền và biến đổi nó sang dạng mà thiết bị đích có thể xử lý được. Trong ví dụ
ở Hình 1.2, thiết bị nhận cũng là MODEM.MODEM sẽ nhận tín hiệu tương tự
từ mạng hoặc đường truyền đi đến và chuyển đổi nó thành dòng bit số.
 Đích (Destination): Nhận dữ liệu đến từ thiết bị nhận. Trong ví dụ ở
Hình 1.2, đích là một máy chủ (Server).
1.1.2. Mô hình truyền dữ liệu

Hình 1.3sử dụng việc gửi thư điện tử làm ví dụ cho mô hình truyền dữ liệu
đơn giản.
Dòng bit số

Tín hiệu
tương tự

Tín hiệu
tương tự

Dòng bit số

Văn bản

Văn bản

Hệ
thống
truyền

Thiết bị
truyền

Nguồn

Thiết bị
nhận

Đích

1

2

3

4

5

6

Thông tin
vào
m

Dữ liệu
vào

Tín hiệu
truyền

Tín hiệu
nhận

g(t)

s(t)

r(t)

Dữ liệu
ra

Thông tin
ra
m’

Hình 1.3Mô hình truyền dữ liệu đơn giản [10]

g’(t)


6

Giả sử rằng thiết bị vào và thiết bị truyền là các thành phần của một
máy tính cá nhân (PC). Người sử dụng PC muốn gửi một bản tin m cho một
người sử dụng khác. Người sử dụng sẽ kích hoạt gói phần mềm thư điện tử trên
PC và nhập bản tin vào bằng bàn phím (thiết bị vào). Chuỗi ký tự sẽ được
nhớ đệm một thời gian ngắn trong bộ nhớ chính; có thể coi nó như là một dãy
các bit (g) trong bộ nhớ chính. Máy tính cá nhân được nối với một môi trường
truyền thông nhất định, chẳng hạn như mạng cục bộ hoặc đường dây điện thoại,
bằng một thiết bị vào/ra (transmitter), chẳng hạn là một bộ thu phát của card
mạng hay MODEM. Dữ liệu vào được chuyển cho thiết bị phát dưới dạng một
chuỗi các chuyển mức điện áp [g(t)] biểu diễn cho các bit trên một số kênh hoặc
cáp truyền thông. Thiết bị phát được nối trực tiếp với môi trường truyền và
biến đổi dòng đi đến [g(t)] thành tín hiệu [s(t)] thích hợp cho việc truyền.
Tín hiệu phát s(t) trong môi trường bị suy giảm một mức độ nhất định
trước khi nó đi đến thiết bị nhận. Vì thế, tín hiệu nhận được r(t) có thể khác với
s(t). Thiết bị nhận sẽ cố gắng đánh giá tín hiệu ban đầu s(t), dựa trên r(t) và

“hiểu biết” của nó về môi trường truyền và sinh ra chuỗi bit g’(t). Các bit này
được gửi tới máy tính cá nhân ở đầu ra, tại đó nói chung chúng được chứa tạm
trong bộ nhớ như một khối các bit (g’). Trong nhiều trường hợp, hệ thống đích
sẽ cố gắng xác định xem lỗi có xảy ra hay không; nếu có xảy ra, nó sẽ cộng tác
với hệ thống nguồn để cuối cùng nhận được khối dữ liệu đầy đủ và không có lỗi.
Sau đó, số liệu này sẽ được biễu diễn cho người sử dụng thông qua thiết bị ra,
chẳng hạn máy in hay màn hình. Bản tin (m’) mà người sử dụng nhìn thấy
thường là một bản sao chép giống hệt bản tin gốc (m).
1.2. Giới thiệu công nghệ truyền thông qua đường dây điện (PLC)
1.2.1. Tổng quan về công nghệ PLC
Việc triển khai công nghệ truy cập là một thách thức lớn đối với cả các
nước phát triển và đang phát triển. Đã có những sự đầu tư lớn cho việc cài đặt và
duy trì các mạng truy cập như vậy và mạng dây điện là đề cử tốt nhất với lý do
điện có trong các hộ gia đình, các khu vực kinh doanh và trong các khu
công nghiệp quy mô lớn được nối từ lưới điện.
“Truyền thông qua đường dây điện là một công nghệ sử dụng mạng điện
trung và hạ thế để cung cấp các dịch vụ viễn thông. PLC là tên chung cho
công nghệ mạng truyền dữ liệu qua dây điện” [3]. Như vậy, có thể nói
truyền thông qua đường dây điện là việc sử dụng các mạng lưới cung cấp
điện năng cho mục đích truyền thông tin. Trong đó, mạng lưới phân phối điện
được sử dụng như môi trường truyền dẫn để truyền tải các dịch vụ viễn thông
khác nhau, nhằm tiết kiệm chi phí đầu tư xây dựng các mạng viễn thông mới.


7

Các hệ thống cung cấp điện năng phân thành các cấp độ khác nhau tùytheo
từng quốc gia, nhưng cơ bản bao gồm ba cấp độ (Hình 1.4):
 Lưới điện cao thế kết nối các nhà máy phát điện với các khu vực
cung cấp lớn hoặc các khách hàng lớn. Chúng thường có khoảng cách dài được

triển khai với đường cáp mắc trên cao.
 Lưới điện trung thế cung cấp cho các khu dân cư rộng lớn, các
thành phố, các khu công nghiệp lớn hoặc các khách hàng lớn. Chiều dài ngắn
hơn so với lưới điện cao thế. Các lưới điện trung thế được triển khai với cả hai
cách mắc trên cao và chôn ngầm dưới đất.
 Lưới điện hạ thế cung cấp điện năng cho cho các khách hàng là các hộ
gia đình, cơ quan, trường học… với khoảng cách truyền khoảng vài trăm mét. Ở
khu vực thành thị, lưới điện hạ thế được triển khai chôn ngầm dưới đất, còn ở
nông thôn chúng được mắc trên cao.

Hình 1.4Cấu trúc các mạng lưới cung cấp điện năng [4]

Hệ thống lưới điện hạ thế kết nối trực tiếp đến tất cả khách hàng (với
số lượng rất lớn), do đó ứng dụng của công nghệ PLC trong lưới điện hạ thế có
tiềm năng rất lớn.
Theo cấu trúc các mạng lưới cung cấp điện năng, mạng PLC cũng được
chia thành ba loại: PLC trong nhà, PLC hạ thế và PLC trung thế. PLC hạ thế và
trung thế được gọi là mạng truy cập. Nói chung, công nghệ PLC có thể được
chia thành hai nhóm là công nghệ băng hẹp và công nghệ băng rộng.
“Công nghệbăng hẹp cho phép tốc độ dữ liệu lên tới 100kbps trong khi
công nghệ băng rộng cho phép tốc độ dữ liệu vượt quá 2Mbps” [1].


8

Các mạng PLC băng hẹp hoạt động với dải tần số được xác định bởi
tiêu chuẩn CENELEC. Các hệ thống PLC băng hẹp cung cấp tốc độ dữ liệu lên
tới vài nghìn bit/giây (bps). Do đó, công nghệ PLC băng hẹp được ứng dụng
trong các lĩnh vực liên quan đến quản lý điện năng (bảo vệ khoảng cách, truyền
dữ liệu đo đếm công tơ, quản lý công suất…) và tự động hóa trong gia dụng

(điều khiển các thiết bị điện như đèn chiếu sáng, điều hoà, cửa … và giám sát
an ninh như cảnh báo khói, đột nhập…).
Các hệ thống PLC băng rộng cung cấp tốc độ dữ liệu (lớn hơn 2 Mbps)
cao hơn so với các hệ thống PLC băng hẹp. Trong khi các mạng băng hẹp chỉ có
thể thực hiện một số các kênh thoại và truyền dữ liệu với tốc độ bit rất thấp, các
mạng PLC băng rộng cung cấp các dịch vụ viễn thông phức tạp hơn; với nhiều
kết nối thoại, truyền dữ liệu tốc độ cao, truyền tín hiệu hình ảnh (video). Do đó,
các hệ thống PLC băng rộng cũng được coi như một công nghệ viễn thông
tiềm năng.Việc triển khai của các dịch vụ truyền thông băng rộng (BPL) qua
mạng lưới đường dây điện lực cung cấp cơ hội lớn với các mạng viễn thông
tiết kiệm chi phí mà không cần lắp đặt thêm các đường cáp mới. Tuy nhiên, các
mạng lưới điện năng không được thiết kế cho truyền tin và có một vài yếu tố
giới hạn sự áp dụng của công nghệ PLC băng rộng. Do đó, khoảng cách có thể
được bao phủ, cũng như tốc độ dữ liệu có thể được thực hiện bởi các hệ thống
PLC bị giới hạn. Một khía cạnh nữa rất quan trọng đối với việc áp dụng của
PLC băng rộng là sự tương thích điện từ của nó. Đối với sự thực hiện của PLC
băng rộng, phổ tần tương đối rộng là cần thiết (lên tới 30 MHz) lớn hơn dải tần
được cung cấp trong tiêu chuẩn CENELEC. Mặt khác, một mạng PLC đóng
vai trò như một ăng ten trở thành một nguồn nhiễu cho các hệ thống viễn thông
khác hoạt động trong cùng dải tần số (ví dụ các dịch vụ vô tuyến). Do đó, các
hệ thống BPL phải hoạt động với tín hiệu bị giới hạn về công suất, làm giảm
hiệu suất của chúng (tốc độ dữ liệu, khoảng cách).
Công nghệ PLC sớm phát triển sau khi các hệ thống phân phối điện được
thiết lập rộng khắp; tập trung trên ba hệ thống phân phối là hệ thống trung thế
(MV), hạ thế (LV) và điện áp trong nhà (IV).Các hệ thống MV điển hình
bao gồm cáchệ thống truyền ba pha dài vài kilomet từ máy biến thế sơ cấp
(điện áp cao: điện áp truyền 3.3/6.6 - 11/33 kV) đến máy biến thế thứ cấp
hoạt động ở vài trăm vôn. Các hệ thống LV bao gồm các hệ thống truyền ba pha
dài vài trăm mét từ máy biến thế thứ cấp (400/230V) đến các kết nối của
người dùng. Các hệ thống IV có thể áp dụng cho các hệ thống bên trong căn hộ

của người dùng.Các mạng điện trong nhà chủ yếu được sử dụng để triển khai


9

các dịch vụ tự động khác nhau. Ứng dụng của các hệ thống PLC trong nhà
có thể sử dụng để quản lý các thiết bị điện tử trong tòa nhà lớn hoặc căn hộ
tư nhân. Đặc biệt các hệ thống tự động xây dựng dựa trên PLC được sử dụng để
theo dõi an ninh, giám sát các thiết bị điện, điều khiển ánh sáng …
Các nguyên lý của kỹ thuật PLC không phải gần đây mới xuất hiện. Năm
1838, Englishman Edward Davy đã đề xuất giải pháp cho phép các hệ thống
đo lường từ xa lấy được các mức nguồn ở xa từ các hệ thống máy điện báo giữa
London và Liverpool. Năm 1897, Englishman Edward Davy đã đệ trình bằng
sáng chế đầu tiên (British PatentNo. 24833) cho kỹ thuật đo lường từ xa của
mạng điện qua đường dây điện.
Năm 1950, hệ thống PLC đầu tiên, Ripple Control, được thiết kế và sau đó
triển khai qua mạng điện trung và hạ thế. Tần số sóng mang nằm giữa 100 Hz và
1 kHz. Hệ thống công nghiệp đầu tiên có tên là Pulsadis xuất hiện ở Pháp vào
năm 1960. Điện năng tham gia vào khoảng 100 kVA.
Sau đó hệ thống PLC băng tần CENELEC đầu tiên xuất hiện, mở rộng từ 3
đến 148,5 kHz, cho phép truyền hai chiều qua mạng điện hạ thế để đọc đồng hồ
đo điện từ xa cũng như cho một số lượng lớn các ứng dụng liên quan đến
lĩnh vực tự động hóa trong nhà (cảnh báo xâm nhập, phát hiện cháy, phát hiện
rò rỉ khí gas…). Lượng điện năng cần thêm vào ít hơn nhiều, điện năng giảm ở
các mức khoảng 100 mW.
Khái niệm “sóng mang đường dây điện”, xuất hiện vào cuối Chiến tranh
Thế giới thứ Hai năm 1945. Thời gian này nhiều đường điện và điện thoại được
triển khai và có nhiều đường điện hạ tầng hơn là đường điện thoại. Với mục đích
truyền thông, các hệ thống được thiết kế để truyền dữ liệu qua đường dây
cao thế hoặc trung thế học theo việc đọc đồng hồ đo điện từ xa đã được

thực hiện trên đường dây điện.
Hình 1.5 minh họa những thay đổi trong công nghệ PLC phân loại theo
tốc độ kể từ đầu những năm 1990.


10
Sự phát triển

Thời gian
PLC tốc độ cao
PLC tốc độ thấp

Hình 1.5Các công nghệ PLC tốc độ thấp và cao [3]

1.2.2. Ưu điểm và nhược điểm của công nghệ PLC
Giống như bất kỳ hệ thống nào, PLC có những ưu điểm và nhược điểm khi
so sánh với các công nghệ khác.
Môi trường truyền đường dây điện là một kênh truyền dẫn không ổn định
do sự biến đổi của trở kháng gây ra bởi tính đa dạng của các thiết bị có thể được
kết nối tới ổ cắm điện.Vì chúng được thiết kế cho phân phối năng lượng và
không cho truyền dẫn dữ liệu, có nhiều đặc điểm kênh không phù hợp như độ
suy hao cao và nhiễu. “Trong nhà, sự suy giảm tín hiệu trên đường dây điện vào
khoảng 20 đến 60 dB, phụ thuộc cấu trúc và nội dung của mạng dây điện” [3].
Kênh truyền thu được mức độ nhiễu nhất định từ các thiết bị điệnkhác nhau
được kết nối tới dây điện hoặc ở trong không gian lân cận.
Các loại nhiễu khác nhau có thể được nhận ra trên hoặc xung quanh
dây điện: nhiễu xung từ việc tắt và khởi động các thiết bị điện; nhiễu trắng
băng rộng, mật độ phổ năng lượng của nó giống nhau ở tất cả các tần số; nhiễu
tuần hoàn ở nhiều tần số; nhiễu họa âm, bao gồm nhiều tần số sử dụng bởi các
thiết bị điện kết nối tới mạng và là bội số của tần số dòng (ví dụ tần số 50 Hz tạo

ra bội âm 300Hz, 600Hz…).Ngoài nhiễu trên đường dây điện, các thiết bị được
kết nối tới mạng điện hoặc không kết nối nhưng được đặt gần dây điện tạo ra
một mức độ nhiễu trên kênh truyền.


11

Đường dây điện được đặc trưng bởi trở kháng Z (giá trị tuyệt đối của các
thành phần điện trở, điện cảm, điện dung của các phần tử trong mạng điện).
Trở kháng không phải là một giá trị cố định. Các thiết bị liên tục được kết nối
hoặc ngắt kết nối từ đường dây điện. Điều này làm thay đổi trở kháng của
đường dây, làm cho việc lập mô hình đường truyền hay kênh truyền trở nên
khó khăn.Thêm vào đó, trở kháng của thiết bị cũng có thể thay đổi theo chếđộ
hoạt động, tốc độ, độ bền và thiết kế của nó…“Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng
trở kháng của các thiết bị điện chạy bằng điện của hộ gia đình thường rơi vào
khoảng 10 và 1 k” [3].
Các ưu điểm chính của công nghệ PLC:
- Sử dụng mạng điện có sẵn: Các MODEM PLC cho phép nhận và gửi các
tín hiệu thông tin tại các ổ cắm điện trên tường nhà. Như vậy, toàn bộ mạng điện
trong tòa nhà sẽ trở thành một mạng LAN truy cập nội bộ. Việc sử dụng mạng
điện hiện có sẽ cho phép phổ cập thông tin dễ dàng đến mọi vùng, mọi nhà.
- Triển khai nhanh: Công nghệ PLC cung cấp đường truyền tín hiệu
băng thông rộng, không phải đi cáp quang đến từng nhà, khai thác khả năng
to lớn của mạng điện hiện có, giải quyết vấn đề đưa đường truyền băng
thông rộng đến hộ gia đình;dễ dàng cài đặt và triển khai mạng, chỉ cần nối
đườngcáp quang đến trạm biến áp, lắp MODEM tại trạm, thiết lập hệ thống đưa
tới hộ gia đình và lắp MODEM PLC tại nơi truy cập mạng.
- Không cần thêm dây: Mạng lưới đường dây điện đã được xây dựng nên
có lợi thế về chi phí đầu tư cơ bản, cơ sở hạ tầng đường dây điện đã có sẵn nên
có thể cho phép cạnh tranh với giá rẻ hơn các kỹ thuật truy nhập viễn thông

nội vùng khác (thường yêu cầu vốn đầu tư cơ bản lớn).
- Phương thức mã hóa mạnh.
1.3. Nguyên lý hoạt động của mạng PLC trong nhà
1.3.1. Giới thiệu mạng PLC trong nhà
Mạng PLC trong nhà sử dụng mạng điện trong nhà làm phương tiện
truyền dẫn, để kết nối các thiết bị sử dụng trong nhà như máy tính, điện thoại,
máy in, thiết bị video…Tất cả thiết bị của mạng PLC trong nhà được kết nối
thông qua MODEM PLC. Các MODEM được nối trực tiếp tới các ổ cắm điện
trên tường sẵn có trong toàn bộ căn hộ. Do đó, nhiều thiết bị truyền thông khác
nhau có thể được nối tới mạng PLC trong nhà ở bất cứ đâu có ổ cắm điện. Hình
1.6 là một mạng PLC trong nhà đơn giản kết nối các thiết bị trong nhà tới mạng
truy cập LV qua các ổ cắm điện.


12

Bóng đèn
Laptop

Ổ cắm điện

MODEM PLC

Cáp dữ liệu

Desktop computer
Ổ cắm điện

MODEM PLC

Thiết bị nhà riêng
khách hàng

Cáp dữ liệu

240/420V

Hình 1.6Sơ đồ của mạng PLC trong nhà [1]

1.3.2. Kiến trúc phân tầng
Mô hình phân tầng OSI (kết nối các hệ thống mở) cung cấp một cơ sở
chung cho việc mô tả mạng dữ liệu bất kỳ. Mô hình này bao gồm 07 tầng, mỗi
tầng mô tả một giao thức độc lập cung cấp một dịch vụ cho tầng trên nó và
yêu cầu các dịch vụ từ tầng dưới nó.
“Mạng PLC tương ứng với tầng 1 (vật lý) và tầng 2 (liên kết dữ liệu) trong
mô hình OSI, cung cấp một dịch vụ kết nối Ethernet tới các tầng ở bên trên” [3].
Hình 1.7 minh họa vị trí của công nghệ PLC trong mô hình OSI. Tầng 1
(vật lý) được cụ thể hóa bằng đường dây điện mang tín hiệu PLC. Các thiết bị
PLC cung cấp cho thiết bị đầu cuối (thường là một PC) một dịch vụ kết nối
Ethernet tương ứng với tầng 2 (liên kết dữ liệu), sử dụng giao thức MAC và
kết nối RJ-45. Thiết bị đầu cuối sử dụng các dịch vụ mạng PLC để truy nhập các
dịch vụ ở các tầng cao hơn (IP, TCP, HTTP…).


13
Mô hình OSI
Tầng
ứng dụng
Các ứng dụng mạng

Tầng
trình diễn

Tầng phiên

Tầng
giao vận

Các cổng TCP

Địa chỉ IP

Tầng mạng

Tầng liên kết
dữ liệu

Địa chỉ MAC
Địa chỉ MAC
Tín hiệu PLC

Tầng vật lý

Đường dây điện

Hình 1.7Vị trí của công nghệ PLC trong mô hình OSI [3]

Tín hiệu PLC được điều chế theo biên độ, tần số hoặc pha quanh một tần số
sóng mang F. Hai băng tần được cấp phát cho công nghệ PLC:
 Từ 3 đến 148 kHz cho PLC tốc độ bit thấp;

 Từ 02 đến 30 MHz cho PLC tốc độ bit cao.
Hình 1.8 minh họa vị trí của băng tần PLC so với vị trí của các công nghệ
mạng khác.


14

Hình 1.8Các băng tần được phân bổ cho mạng PLC [3]

Việc lập mô hình mạng thành 07 tầng theo mô hình OSI có thể hiểu
cấu trúc dữ liệu mà công nghệ PLC trao đổi với mỗi lớp giao thức. Hình 1.9
minh họa vị trí công nghệ PLC liên quan đến các tầng củamô hình OSI.
Internet Modem
Chia sẻ Internet

Tầng
ứng dụng

Tầng
ứng dụng

Tầng
trình diễn

Tầng
trình diễn

Tầng phiên

Tầng phiên

Tầng
giao vận

Tầng
giao vận

Tầng mạng

Khung dữ liệu IP

Tầng mạng

Tầng liên kết
dữ liệu

Khung dữ liệu MAC

Tầng liên kết
dữ liệu

Tầng vật lý

Khung dữ liệu PHY

Tầng vật lý

Đường dây điện

Hình 1.9Công nghệ PLC và mô hình OSI[3]

15

Không giống như các khung IEEE 802.11 mà các lớp giao thức của
công nghệ Wi-Fi dựa theo, các khung PLC có thể được xem như việc đóng gói
địa chỉ MAC. Hình 1.10 minh họa việc đóng gói địa chỉ MAC của khung PLC
HomePlug 1.0.

Khung Ethernet MAC của kiểu IEEE 802.3
Tầng liên kết
dữ liệu

Tầng liên kết
dữ liệu

Tầng vật lý

Tầng vật lý
Khung hiện tại

Khung tiếp theo

Khung MAC

Đóng gói địa chỉ MAC trong khung PLC

Hình 1.10Đóng gói địa chỉ MAC trong Home Plug 1.0 [3]

Để gửi thông tin, các máy trạm PLC phải chuẩn bị khung dữ liệu, các khối

dữ liệu với phần đầu (header) và một vùng xác định kết thúc khung. Khối
dữ liệu chứa dữ liệu người dùng có định dạng xác định phụ thuộc vào kỹ thuật
được sử dụng để truy cập đường truyền vật lý. Với đường truyền là đường
dây điện được chia sẻ, một kỹ thuật được sử dụng để luân chuyển nhiều khung
đến từ các máy tính khác nhau phải được xác định.
Hình 1.11 mô tả việc truyền dữ liệu trong kiến trúc với PLC truy cập qua
các tầng liên kết dữ liệu (MAC) và vật lý (PHY). Tầng đầu tiên tương ứng với
kỹ thuật sử dụng để truy nhập đường truyền đường dây điện. Khung tương ứng
với giao thức này được gọi là khung MAC hay khung MPDU (MAC Protocol
Data Unit).
Tất cả dữ liệu đến từ các tầng phía trên tầng MAC được đóng gói vào trong
khung MAC. Khung MAC này được đóng gói vào trong khung tầng vật lý
thứ hai để truyền tải khung qua giao diện vật lý hay giao diện điện. Khung này
được gọi là PPDU (Physical Protocol Data Unit).


16
Dữ liệu

Khung MAC hoặc MPDU
Tầng MAC
MAC header

Dữ liệu

PHY-PDU
PHY header

Khung

Tầng vật lý

TRUYỀN TẢI

Hình 1.11Truyền dữ liệu trong kiến trúc truy nhập PLC [3]

1.4. Kết luận
Để hiểu về công nghệ truyền thông qua đường dây điện, trước tiên, chương
nàygiới thiệu một cách tổng quan về truyền dữ liệu qua việc trình bày về
mô hình truyền thông và minh họa ví dụ về một mô hình truyền dữ liệu đơn giản
là việc gửi thư điện tử. Qua đó, chúng ta hiểu mục đích cơ bản của một hệ thống
truyền thông là trao đổi dữ liệu giữa hai bên (giữa hệ thống nguồn và hệ thống
đích) qua hệ thống truyền.Dữ liệu do các hệ thống nguồn sinh ra được chuyển
đổi bằng một cách nào đó để tạo ra các tín hiệu có thể truyền được qua hệ thống
truyền. Như vậy, đối với công nghệ truyền thông qua đường dây điện, để
trao đổi được giữa hệ thống nguồn và hệ thống đích, dữ liệu do các hệ thống
nguồn sinh ra phải được chuyển đổi để tạo ra các tín hiệu có thể truyền được qua
đường dây điện. Để hiểu về công nghệ truyền thông qua đường dây điện (PLC),
chương nàygiới thiệu một số kiến thức tổng quan về công nghệ PLC, ưu điểm và
nhược điểm của PLC.Chương này cũng giới thiệu nguyên lý hoạt động của
mạng PLC trong nhà. Kiến trúc mạng PLC được giới thiệu trong chương này đã
cho thấy vị trí của công nghệ PLC trong mô hình OSI tương ứng với tầng 1
(vật lý) và tầng 2 (liên kết dữ liệu); tầng vật lý được cụ thể hóa bằng đường
dây điện.Các băng tần được cấp phát cho công nghệ PLC; cụ thể từ 02 đến 30
MHz cho PLC tốc độ bit cao là thông số quan trọng phục vụ cho việc mô phỏng
ở phần sau. Cấu trúc dữ liệu mà công nghệ PLC trao đổi với mỗi lớp giao thức
được giới thiệu một cách tổng quan nhất.